張義

摘 要：輸油泵的作用是保證柴油在低壓油路內(nèi)循環(huán)，并供應(yīng)足夠數(shù)量及一定壓力的燃油給噴油泵，其輸油量應(yīng)為全負(fù)荷最大噴油量的3-4倍。輸油泵分為齒輪式輸油泵、膜片式輸油泵、柱塞式輸油泵、管道式輸油泵等等，在我國(guó)有著廣泛的應(yīng)用。輸油泵在使用過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，為此需要加強(qiáng)輸油泵機(jī)組故障在線監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)的開發(fā)工作。

關(guān)鍵詞：輸油泵機(jī)組；故障；在線監(jiān)測(cè)；故障診斷

在目前的管道輸送行業(yè)中，很多輸油泵機(jī)組還是以“計(jì)劃維修、人工巡檢、定期保養(yǎng)”的方式來進(jìn)行運(yùn)輸油品，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)和故障的分析診斷，使其效率很低。此外，僅僅依靠傳統(tǒng)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量，特別是缺乏對(duì)機(jī)組的在線監(jiān)測(cè)，無法做到及時(shí)進(jìn)行早期的故障預(yù)防和維修，從而使得設(shè)備在日常的使用和維護(hù)時(shí)，不僅耗費(fèi)大量的時(shí)間，而且影響油品輸送的安全、可靠以及經(jīng)濟(jì)效益。因此，要做到以預(yù)防為主，對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和故障分析是非常有必要的。

一、輸油泵機(jī)組故障在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)儀表、前置信號(hào)調(diào)理器、機(jī)械狀態(tài)數(shù)據(jù)采集器、短信平臺(tái)、服務(wù)器、瀏覽站及監(jiān)測(cè)診斷軟件等組成，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)能同時(shí)完成多路振動(dòng)、溫度、軸承包絡(luò)、壓力和流量等信號(hào)的采集、特征運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸，并將采集下來的數(shù)據(jù)全部實(shí)時(shí)顯示出來。設(shè)定各個(gè)測(cè)點(diǎn)的報(bào)警值后，一旦某個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)值超過報(bào)警值，系統(tǒng)可以自動(dòng)保存此測(cè)點(diǎn)在該時(shí)刻的數(shù)據(jù)，以便事后作各種分析。系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行機(jī)組振動(dòng)的時(shí)域波形和頻譜、滾動(dòng)軸承包絡(luò)譜等，提供在線實(shí)時(shí)的診斷分析工具。并通過局域網(wǎng)，將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端中心服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)資源信息共享。在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，同樣可以進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和分析。同時(shí)系統(tǒng)可以對(duì)保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析、小波分析、趨勢(shì)分析和故障分析，為準(zhǔn)確定位油泵機(jī)組故障提供科學(xué)的理論依據(jù)。

二、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的作用

其一，大大改善輸油泵機(jī)組的維修性，為企業(yè)節(jié)省人力、財(cái)力。狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用極大的縮短了泵機(jī)組維修的過程，縮短了維修時(shí)間，延長(zhǎng)零部件的使用壽命。同時(shí)故障診斷系統(tǒng)又能準(zhǔn)確的指出故障發(fā)生的部位、故障類型甚至故障程度，從而降低對(duì)維修人員的技術(shù)要求；其二，提高輸油泵機(jī)組的出勤率。在油品輸送時(shí)，一旦泵停機(jī)，不光造成重大的安全隱患，同時(shí)還給企業(yè)造成大額經(jīng)濟(jì)損失。狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)能減少輸油泵機(jī)組維修停機(jī)時(shí)間；其三，防止泵因故障停機(jī)造成生產(chǎn)損失。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示，50%左右的泵機(jī)組故障是由不正確的對(duì)中校準(zhǔn)所導(dǎo)致，具有不對(duì)中故障的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中將產(chǎn)生一系列有害于設(shè)備的動(dòng)態(tài)效應(yīng)，如引起聯(lián)軸偏轉(zhuǎn)、軸承早期損壞、油膜失穩(wěn)、軸彎曲變形，導(dǎo)致機(jī)器發(fā)生異常振動(dòng)，危害很大。目前，國(guó)內(nèi)外一些大型的石油、石化企業(yè)已裝有專門針對(duì)輸油泵機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

三、輸油泵故障診斷方法

（一）時(shí)域分析法

時(shí)域分析通常包括波形分析、軸心軌跡分析和軸心位置分析等方法。時(shí)域分析法通過時(shí)域的參數(shù)指標(biāo)，如均值、方差、偏斜度、分布密度、峰值、峭度、波形指標(biāo)、裕度指標(biāo)、脈沖指標(biāo)等，對(duì)輸油泵機(jī)組進(jìn)行總體振級(jí)大小的定量分析，時(shí)域分析是一種最基本的分析方法，主要用于對(duì)故障的初步判定，這種方法簡(jiǎn)便、直觀、便于理解。

（二）小波分析法

小波分析是為適應(yīng)信號(hào)處理的實(shí)際需要而發(fā)展起來的一種時(shí)頻分析方法，與傳統(tǒng)的信號(hào)處理方法相比，小波變換在時(shí)域和頻域同時(shí)具有良好的局部化特征，可用于突變信號(hào)和非平穩(wěn)信號(hào)的分析，這在泵的狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及早期故障診斷中具有重要的意義。目前，小波分析方法已經(jīng)在泵的故障特征提取中得到了研究和應(yīng)用。

（三）包絡(luò)解調(diào)分析法

輸油泵在發(fā)生故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生周期性的沖撞振動(dòng)，振動(dòng)的時(shí)間取決于沖撞力、質(zhì)量、物理的減振特性和其他參數(shù)。因?yàn)闆_擊力使泵軸承結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共鳴，會(huì)產(chǎn)生與軸承共振頻率有關(guān)的正弦波。包絡(luò)解調(diào)分析法可有效識(shí)別某些沖擊振動(dòng)，從而定位出沖擊振動(dòng)的振源。包絡(luò)解調(diào)法對(duì)輸油泵軸承早期的診斷尤為有效，其核心為希爾伯特變換。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，相比于傳統(tǒng)的泵機(jī)組的管理模式，遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的運(yùn)用能很大程度上提高運(yùn)輸油品的效率、減輕現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)工作量、減少勞動(dòng)成本、降低設(shè)備的事故發(fā)生等。與此同時(shí)，該系統(tǒng)對(duì)于電力、冶金、水泥和鋼鐵等行業(yè)的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)組的運(yùn)維管理也具有較高的應(yīng)用價(jià)值及推廣意義，從而最終幫助企業(yè)節(jié)省一定的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]董奕平，侯旭.輸油泵機(jī)組故障在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的開發(fā)[J].化工管理，2016，11：17.endprint